(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成された金型を加熱及び回転させながら、該金型内で樹脂をシームレスベルトに成形する樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置において、エネルギー照射型加熱装置により金型外壁を加熱すると共に、該金型が均一な温度に加熱されるように、該照射型加熱装置からの照射エネルギーを遮蔽する調整板を該照射型加熱装置と金型との間に設けたこと、また該調整板は、照射方向に対してその板面角度を変えて、照射エネルギーの遮蔽量を調整可能にしていることを特徴とする樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置。
【請求項２】
加熱及び回転する金型内で樹脂をシームレスベルトに成形する遠心成形方法において、該金型外壁に、照射エネルギーの遮蔽量を調整可能にして、該照射エネルギーを照射して金型を加熱すると共に、該照射エネルギーを局所的に遮蔽して該金型全体を温度±４℃の範囲内に収まるように均一に加熱して該樹脂を成形することを特徴とする樹脂製シームレスベルトの遠心成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式複写機、レーザープリンター等に使用されるシームレスベルトを成形するための樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置及びその成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、樹脂材料からなるシームレスベルトは、遠心成形によりチューブ状に成形される。遠心成形は円筒状の金型の内周面に液状の樹脂材料を塗布し、金型を回転させながら樹脂材料を固化させ、金型内でシームレスの樹脂層を成形させた後、金型から該樹脂層を取り外すことによりシームレスベルトを成形する。
ここで樹脂材料の固化は、樹脂中の溶剤の蒸散固化、樹脂材料の熱固化反応等によってなされる場合があり、この際に金型は加熱され、樹脂材料の固化は促進される。回転している金型を加熱するためには、通常、金型の外部に設けられた加熱装置によって加熱しており、従来からハロゲンランプの可視光、或いは遠赤外線ランプの遠赤外光等の離れた位置からのエネルギー照射によって行なわれている。
【０００３】
しかしながら、金型には樹脂材料の流出等を防止するために両端部に蓋材が設けられたり、また金型を支持或いは駆動するために回転支持ローラ等が金型周壁に設けられたりするため、上記加熱装置で加熱したとき、蓋材や支持ローラの影響により、金型の端部と中央との間に金型温度差を生じたり、金型支持部と非金型支持部との間に金型温度差を生じたりすることがある。
このように金型に温度差が生じると、樹脂材料の固化速度にはばらつきが起こり、その結果、シームレスベルトの厚みが不均一となった。ベルト面の抵抗値にばらつき等が生じたりして、これを中間転写ベルトとした場合、画像形成に悪影響を与えることがある。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題及び要望を解決するためになされたものであって、金型を均一な温度に加熱することができ、シームレスベルトの正確且つ良好な成形ができる樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置及びその遠心成形方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決した遠心成形装置に関するものであり、金型を加熱及び回転させながら、該金型内で樹脂をシームレスベルトに成形する樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置において、エネルギー照射型加熱装置により金型を加熱すると共に、該金型が均一な温度に加熱されるように、該照射型加熱装置からの照射エネルギーを遮蔽する調整板を該照射型加熱装置と金型との間に設けたことを特徴とする樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置を提供することにより、上記課題を解決したものである。
即ち、本発明者等は、上記従来技術の課題及び要望に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、遠心成形用の金型全体を均一温度に加熱するためには、金型の熱容量及び放熱性の不均一性を、加熱手段側で調整すれば良いことに着眼し、このための構成について種々検討した結果、上記構成によれば、簡便に金型全体を均一な温度に加熱できることを確認し本発明を完成させるに至った。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って詳しく説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本実施の一形態に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置における金型部分の正面図及び側面図である。図２（ａ）及び（ｂ）は本実施の一形態に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置におけるエネルギー照射型加熱装置の正面図及び側面図である。
【０００７】
本発明に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置は、金型を加熱及び回転させながら、その金型内で樹脂をシームレスベルトに成形するものである。
図１に示すように、遠心成形装置１は、金型２を有し、金型２は円筒状に形成されている。金型２の両端にはそれぞれリング状プレート４（蓋材）が着脱可能に取付られ、リング状プレート４の外周径は金型２の径より大きく、リング状プレート４の内周径は金型の径より小さくなっている。固化前の樹脂材料が金型２内に所定量充填され、金型２の両端のリング状プレート４によって金型２内からの流出が規制される。尚、リング状プレート４は金型２の端部から着脱可能な円盤状の蓋材であっても良く、プレート４は固化前の樹脂材料の流出を規制する限り、どのような形状であっても良い。
またリング状プレートは必須ではなく、金型内に堰を設け、固化前の樹脂材料の流出を規制することも可能である。
【０００８】
金型２は複数の回転ローラ６等によって支持され且つ回転させられる。尚、本発明に係る遠心成形装置においては、金型２を回転させるものである限り、ローラ６に限ることはなく、架設ベルト等、その他の回転駆動伝達部材を用いることができる。
上記回転ローラ６は図示しない駆動装置によって回転駆動力が伝達されており、金型２に回転遠心力を生じさせている。固化前の樹脂材料は、定量吐出装置により、金型の回転軸方向に移動させながら金型内面に均一に供給されると共に、遠心力により金型２の内周面で均一にレベリングされ、均一な樹脂層が形成される。
【０００９】
上記樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置１において、エネルギー照射型加熱装置８により金型２を加熱する。エネルギー照射型加熱装置８は金型２から所定距離をおいて配せられ、照射型加熱装置８からの照射エネルギーは金型２の外壁面に向けて照射される。ここでの使用照射エネルギーは、可視光線に限らず、紫外線、遠赤外線、赤外線、その他の高エネルギー線とすることができ、照射により金型２の加熱ができるものである限りは使用をすることができる。具体的にはハロゲンランプ等の光エネルギー、赤外線ヒータ等の赤外線エネルギー、遠赤外線エネルギー等を照射する照射型加熱装置が望ましい。
【００１０】
照射型加熱装置８は照射ランプ１０（照射光源：ハロゲンランプヒータ）と、照射ランプ１０の片面を覆うリフレクタ１２（反射部材）とからなる。照射ランプ１０の形状は本実施の形態において棒状であり、照射ランプ１０は加熱対象である円筒状の金型２の軸方向に沿わせて配される。従って、照射ランプ１０の形状は棒状に限ることはなく、加熱対象である金型２の形状に合わせたものが望ましい。
また、リフレクタ１２は断面が略放物線形状に形成され、金型２の載置側と反対側に配され、照射ランプ１０の反対側の照射エネルギーを金型２の方向に反射させている。このようなリフレクタ１２の材料、構造等は従来からの公知材料等が使用できる。
照射ランプ１０の照射エネルギー容量は使用する金型２の熱容量、所望の金型温度、昇温速度、装置全体での熱損失等を考慮して適宜決定される。尚、エネルギー照射型加熱装置８は図１において一機のみ配したが、必要により複数機の照射型加熱装置を配しても良い。
【００１１】
上記遠心成形装置１において、金型２が均一な温度に加熱されるように、照射型加熱装置８からの照射エネルギーを遮蔽する調整板１６を照射型加熱装置８と金型２との間に設けるものである。
即ち、図２に示すように、エネルギー照射型加熱装置８のリフレクタ１２には複数の取付金具１４が取付られ、取付金具１４は断面が略放物線形状のリフレクタ１２の両側周端間に架設される線材からなる。取付金具１４は棒状の照射ランプ１０の軸方向に対して略直角に架設され、照射ランプ１０と金型２との間に位置する。
取付金具１４には短冊状の調整板１６が回動可能に取付られ、調整板１６は照射ランプ１０からの照射エネルギーを一部遮蔽し、局部的に金型２への照射エネルギーの照射量の調整を行なっている。
【００１２】
上記短冊状の調整板１６は照射エネルギーを完全に遮蔽する部材から形成されていも良く、また一部を透過可能な部材から形成されていても良い。上記調整板１６はそれ自身の照射エネルギーの遮蔽能力を変えるか、或いは調整板１６が回動して照射エネルギーの透過量を直接調節することによって、金型２への局所的な照射エネルギー量の調整を行なうことができる。従って、本発明に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置９における照射型加熱装置８からの照射エネルギーを遮蔽するとは、上記調整板１６自身の遮蔽能力（透過率）を変えても良く、上記調整板１６の遮蔽構造或いは角度を変えても良く、少なくとも一方の方法によって、照射エネルギーの遮蔽量を調整するものである。
【００１３】
上記照射型加熱装置８からの照射エネルギーを遮蔽する上記調整板１６の材料としては、照射エネルギーを直接受けるため、これに対する耐熱性が必要であり、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の金属板を使用することができる。またエネルギー効率の点から、照射エネルギーを吸収するものより反射するものが望ましく、この場合、上記調整板１６は金型２の最も熱量を必要とする金型２の所定部分（支持部材等により低温化等が生じる部分）に向けて反射角度が設定されることが好ましい。
上記調整板１６はその形状、枚数などは特に制限を受けないが、大きさ、形状、或いは材質が異なる種々の金型２毎の調整を容易にするためには複数枚として各々の反射角度を個別調整して取り付けることが好ましい。また、上記調整板１６が完全な遮蔽部材であると、却って金型２の温度むらを大きくする場合があるため、上述したように、半遮蔽能力を有するパンチングメタル、金属メッシュ、金属蒸着ガラス等の半遮蔽部材を用いて照射エネルギーの透過率を調整することが望ましい。
【００１４】
次に、上記遠心成形装置に用いた本発明に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形方法を簡単に説明する。
本発明に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形方法は、加熱及び回転する金型内で樹脂をシームレスベルトに成形する遠心成形方法において、該金型外壁に照射エネルギーを照射して金型を加熱すると共に、該照射エネルギーを局所的に遮蔽して該金型全体が温度±４℃、好ましくは±２℃の範囲内に収まるように均一に加熱して成形するものである。
【００１５】
即ち、加熱及び回転する略円筒状の金型２内に加熱固化前の樹脂を流し込み、金型２の回転によって樹脂を金型２の内周面に均一にレベリングさせる。かかる状態でエネルギー照射型加熱装置８を稼動させ（又は予め稼動させ）、金型２の外壁面に光エネルギー等の照射エネルギーを照射して金型２を加熱する。
この場合に、上記調整板１６を所定量回動させて、反射角度を変えて調整し、その結果、調整板１６は最も加熱によって温度上昇がし易い金型２の中央部分の照射エネルギー量を減少させる一方、加熱によっても温度上昇が少ない金型２の端部或いは回転ローラ４による被支持部分に、調整板１６で反射させた照射エネルギー量を重乗する。
【００１６】
このように上記調整板１６で照射エネルギーの一部を遮蔽して該金型全体を温度±４℃、特には±２℃の範囲内に収まるように均一に加熱する。特に、好ましくは温度±１℃の範囲であり、更に好ましくは、±０.５℃の範囲である。金型２全体の温度が上記±４℃、特には±２℃の範囲内に収まると、成形される樹脂製シームレスベルトに皺や抵抗むらなどが生じない。
以上のように本発明に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置及びその製造方法によれば、光エネルギー等の照射エネルギーの放射部と金型との間に、照射エネルギーの一部を遮蔽する調整板を配することで、金型２が固有に持つ昇温温度むらを解消することができ、樹脂製シームレスベルトの厚みを均一に成形することができ、ベルト表面に皺を生じさせることはなく、また抵抗むらも減少させることが可能となる。
したがって、このような装置及び方法によって成形される樹脂製シームレスベルトは画像形成装置の中間転写ベルトなどに好適に使用することができる。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例により更に詳述する。
（実施例１）
図１に示すように、ハロゲンランプヒータ１０の後方に断面が略放物線形状（奥行き４０ｍｍ、開口幅１０５ｍｍ）リフレクタ１２を備えた、２００Ｖ、２ｋＷ、有効長さ４４５ｍｍのハロゲンランプヒータ１２（日本ヒーター（株）製）の、長手方向中央部に、縦５０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの鏡面に研磨仕上げしたステンレス板１６（可視光反射率９９％）を左右対称に１５ｍｍ毎に８枚取り付け、本実施例における照射型加熱装置８を作製した。この際、ステンレス板１６は取付金具１４に回動可能に取り付けられ、その板面角度の調整ができるようになっている。
この照射型加熱装置８を遠心形成装置１に載置された金型２から３０ｍｍ離れた位置に取り付け、ステンレス板１６の角度を調整して金型が均一な温度に加熱されるようにした。
【００１８】
使用金型２は、外径２７０ｍｍ、内径２５０ｍｍ、長さ４００ｍｍの一般的構造用炭素鋼の内周面を研磨処理した後に硬質クロムメッキを施し、外周面には光エネルギーの吸収率を高めるために、耐熱性のつや消し黒塗装を施したもので、両端部には、樹脂材料の流出防止、及び、回転ローラ６からの脱抜防止のためのリング状の一般的構造用炭素鋼製プレート４が着脱可能な状態で取り付けられたものである。この金型２を回転ローラ６上に載置して、金型回転スピード２００ｒｐｍに保った状態で、照射型加熱装置８により金型中央部温度が１２０℃となるように、非接触温度センサと温度調節器を用いて加熱した。
このとき、実施例においてはステンレス板１６の角度を予め金型２の温度がほぼ均一となるように、空試験で設定しておいた。
【００１９】
（比較例１）
実施例１で用いたハロゲンランプヒータ１０にステンレス板１６を設けずにそのままの照射型加熱装置を用いた以外は同様な方法で成形を行なった。
【００２０】
（評価）
金型温度の実測値（両端部、中央部を周方向に各４点、計１２点測定）は、実施例では最低温度が１１９．０℃、平均温度が１２０．２℃、及び最高温度が１２０．８℃を示した。比較例では最低温度が１１４．１℃、平均温度が１１６．４℃、及び最高温度が１２０．３℃を示し、中央部が高く、両端部が低い温度となった。
金型回転スピードを１０００ｒｐｍとし、樹脂材料としてポリアミドイミド溶液（固形分濃度２０質量％、溶剤：Ｎ-メチルピロリドン（ＮＭＰ）を使用）を使用し、水平方向に定速移動可能な移動装置上に設けられた定量吐出装置により、吐出スピード毎分１６０．１ｇ、移動スピード３０ｃｍ／分で上記樹脂材料を、上記温度の金型内周面に供給した。
上記の温度、回転スピードを保ったまま、４５分間乾燥させ、さらに金型ごと温度２２０℃に設定したオーブンに入れ、２時間乾燥させた後、室温で放冷してシームレスベルトを作製した。
得られたシームレスベルトについて、厚さ測定（１００点／本）を行なった結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
0004442787.tif 000002
【００２２】
以上の結果から明らかなように実施例における樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置では、簡便な構造で金型を均一に加熱することができ、これを用いて成形した樹脂製シームレスベルトの厚さ精度は極めて高かった。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置は、エネルギー照射型加熱装置により金型を加熱すると共に、該金型が均一な温度に加熱されるように、該照射型加熱装置からの照射エネルギーを遮蔽する調整板を該照射型加熱装置と金型との間に設けたので、金型を均一な温度に加熱することができ、シームレスベルトの正確且つ良好な成形ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は本実施の一形態に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置における金型部分の正面図及び側面図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は本実施の一形態に係る樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置における加熱装置の正面図及び側面図である。
【符号の説明】
１      樹脂製シームレスベルトの遠心成形装置
２      金型
４      リング状プレート
６      回転ローラ
８      照射型加熱装置（加熱装置）
１０    照射ランプ（ハロゲンランプヒータ）
１２    リフレクタ
１４    取付金具
１６    調整板（ステンレス板）
【図１】
0004442787.tif 000003
【図２】
0004442787.tif 000004